基于IDL和ArcEngine的森林资源时空变化分析系统设计与实现

论文摘要

《森林资源时空变化分析系统(ForTSS V1.0)》基于ENVI4.8、IDL8.0和ArcEngine9.3技术框架,利用Microsoft Visual studio2008开发平台,针对黄龙山林区森林资源时空变化进行开发。该系统将专业的影像处理和分析工具基础到GIS环境中,有效地解决了数据量大、数据浏览、矢量栅格叠加、影像分类和变化分析预测等问题。在同一系统中既能完成遥感影像信息的提取,又能完成GIS的空间分析处理。使用本系统可以快速、准确地提取森林资源信息并可以对林地时空变化情况进行分析和预测。得到以下结论：(1)遥感和GIS两者相互补充,在提升遥感和GIS数据利用效率的要求下,遥感和GIS一体化逐渐成为一种发展趋势。ArcEngine和ENVI/IDL为GIS和遥感的一体化开发提供了一个最佳解决方案,可将遥感和GIS从数据上和软件构架体系上能做到有效的融合,从而可以达到优势互补,进一步提升GIS软件的可操作性,提升影像分析的工作效率和资源利用度,并有效地节约系统成本。(2)采用IDL实现了遥感影像的分类处理,从多种影像增强方法实现、ROI的选取、多种分类方法分类、分类后处理到精度分析,形成了比较完善的遥感信息提取流程。同时本系统使用IDL完成了黄龙山林区林地时空变化信息提取和其未来变化趋势预测。(3)本系统引入马尔科夫模型,用于黄龙山林区林地结构数量在时间尺度上的变化。(4)本系统自主开发了CA_Markov模型,用于黄龙山林区林地动态变化研究。本模型采用贝叶斯最大似然概率原则,综合元胞自动机和马尔科夫模型优点,考虑了每个像元在不同类型间转化的可能性,从而确定未来土地利用的空间分布格局。(5)本系统利用Janus Systems第三方UI控件,用户界面风格整体采用Office2007风格。操作简单易行,专题性强,可以满足不同层次用户的使用要求,本系统同时提供了完善的用户管理和帮助模块。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 RS应用系统发展现状
• 1.2.2 GIS应用系统开发研究现状
• 1.2.3 森林资源管理信息系统研究现状
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 研究内容、方法和技术路线
• 1.5 论文主要创新点
• 第二章 ENVI/IDL和ArcEngine二次开发技术
• 2.1 ENVI/IDL二次开发
• 2.1.1 IDL简介
• 2.1.2 IDL特点
• 2.1.3 直接图形法
• 2.1.4 对象图形法
• 2.1.5 IDL和C#的混合调用
• 2.2 ArcEngine二次开发
• 2.2.1 ArcEngine简介
• 2.2.2 ArcEngine主要特点
• 2.2.3 ArcEngine核心库
• 2.2.4 C#和ArcEngine集成开发
• 2.3 ENVI/IDL和ArcEngine一体化开发
• 2.3.1 GIS和遥感系统开发模式
• 2.3.2 ENVI/IDL和ArcEngine一体化开发
• 第三章 系统的设计与实现
• 3.1 系统需求分析
• 3.2 系统总体设计
• 3.2.1 软件结构设计
• 3.2.2 系统软硬件配置方案
• 3.3 系统详细设计
• 3.3.1 系统数据库建立
• 3.3.2 系统功能设计
• 3.4 系统实现
• 3.4.1 系统设计的评价
• 3.4.2 代码编写工作的组织与管理
• 3.4.3 系统数据库建库
• 3.4.4 系统实现
• 3.5 系统调试和安装
• 第四章 系统核心算法
• 4.1 影像加载功能
• 4.2 影像增强算法
• 4.3 监督分类算法
• 4.3.1 分类方法
• 4.3.2 分类方法实现
• 4.3.3 分类后处理
• 4.4 变化分析模型
• 4.4.1 变化面积、幅度、动态度模型
• 4.4.2 变化信息模型
• 4.5 预测模型
• 4.5.1 马尔科夫（Markov）预测模型
• 4.5.2 元胞自动机模型
• 4.5.3 简单多数模型
• Markov模型'>4.5.4 CA_Markov模型
• 第五章 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介